4.4 Диаметр колонны

Находим расход пара в колонне, м3/с

Vd = , (8)

tср- средняя температура паров в колонне :

tср = td + tw/2 ,

td,tw – определяются по составам дистиллята(Xd) и кубового остатка(Xw).

tср = 96.8+78.5 / 2 = 87,7 ⁰C

Ма = 0,46.

Vd = = 114 м3/c

Находим диаметр колонны

Д = м.

в колоннах работающих под атмосферным давлением, значение пара составляет ω =0,8…1,5 м/с

Д = =0,9м

Подбираем диаметр колонны 900 мм.

Определяем расход теплоты из уравнения теплового баланса

Q=1,03·(G_D · (R+1)·r_D+G_Wc_Wt_W – G_Fc_Ft_F – RG_Dc_Dt_D),

где r – теплота парообразования, кДж/кг.

По табличным данным

c_F = 3,22 кДж/кг·К

t_F = 80⁰C

r_D = 2178 кДж/кг·К

c_D = 4,3 кДж/кг·К

t_D = 97⁰C

c_W = 3,43 кДж/кг·К

t_W = 78⁰C

Q=1,03·(797 · (7,0+1)·2178+403 ·3,43· 78– 1200·3,22·80 – 7,0·797·4,3·97)= 11699384,5 кДж/ч

Расход греющего пара

G_n = Q / t^// - t^/ = Q/r,

где t^// - 2713,9 кДж энтальпия пара;

t^/ - 541,2 кДж энтальпия конденсата;

G_n = 11699384,5 /2713,9-541,2=3770кг/ч.

4.5 Рабочее, расчетное и условное давление Расчетное давление для испытания аппарата определим по формуле

, (11)

где []²⁰ – допускаемое напряжение материала при 20 °С, []²⁰=196 МПа;

[]^tR – допускаемое напряжение материала при расчетной температуре t=250 °С, []²⁵⁰=145 МПа.

МПа.

Условное давление для выбора узлов и фланцевых соединений определим по формуле

, (12)

МПа.

Выбор материала

По условиям работы аппарата, как в рабочих условиях так и в условиях монтажа, ремонта, нагрузок от веса и ветровых нагрузок, для этих условий выбираем сталь 16ГС область применения от –40 С до +475 С, по давлению не ограничена.

Выбрали по ГОСТ 26-291-94, ГОСТ 14249-89 сталь 16ГС.

Допускаемые напряжения

Определим допускаемые напряжение для стали 16ГС с толщиной стенки свыше 32 мм при Т_Р=250 С.

[]=145 МПа.

Модуль продольной упругости

Выбираем расчетное значение модуля продольной упругости [9]

Е=1,7510⁵ МПа.

Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов

Прибавка на коррозию металла принимаем

С₁=2 мм.

Прибавка на минусовое значение по толщине листа принимаем 5% и далее не учитываем

С₂=0 мм.

Коэффициенты прочности сварных швов.

Корпус имеет продольные и кольцевые сварные швы. Применим автоматическую сварку род слоем флюса со сплошным проваром. Для корпуса аппарата выбираем стыковые швы.

Значение коэффициента прочности сварных швов принимаем

=1.

Приварка штуцеров будет выполняться в ручную с подваркой корня шва и значение коэффициента прочности сварных швов принимаем

=1.

Расчет на прочность и устойчивость корпуса аппарата от расчетного давления

Расчет обечайки нагруженной внутренним избыточным давлением

Цель расчета: расчет на прочность, определение толщины стенки аппарата удовлетворяющая условиям прочности.

Исходные данные для расчета:

• расчетное давление P_R = 5,1МПа;

• диаметр колонны D=900 мм;

• допускаемое напряжение при T=250 С, []=145 МПа;

• коэффициент прочности сварного шва =1;

• общая прибавка к толщине металла С=2 мм.